Od roku 1975 se společnost ATEQ věnuje měření těsnosti výrobků v podmínkách sériové výroby. Především odvětví automotive vyžaduje v krátké době ověření těsnosti jak u jednotlivých dílů, tak i celých sestav. Ideální pro tyto aplikace se staly přístroje pracující se stlačeným vzduchem jako měřicím mediem.
MD-490S DG duální detektor úniku plynu
Měření poklesu tlaku nebo průtoku vzduchu dokáže identifikovat v krátkém čase netěsnosti v chladicích a olejových okruzích motorů, brzdové soustavě, převodovce a dalších klíčových systémech automobilu.
Aplikace při výrobě tradičních automobilů se spalovacími motory umožnily naší společnosti získat ohromné množství zkušeností, které lze využít i s nástupem nových technologií.
Měření těsnosti v sériové výrobě elektromobilů a jednotlivých komponent těchto automobilů je záležitostí teprve nedávné minulosti. Odklon od fosilních paliv a závazek snižování emisí CO2 podnítil vznik nových technologií a součástí, které bychom donedávna v automobilech jen obtížně hledali. E-mobilita dnes zahrnuje široké spektrum výrobků počínaje elektrokoly, elektrickými koloběžkami, skútry a motocykly, plně elektrickými automobily, vozidly s hybridními pohony, autobusy, malými elektrickými drony a nedávno i letadly. Zatímco u tradičních automobilů většina testů těsnosti měla zajistit, aby nedocházelo k úniku provozních kapalin, u elektromobilů převažují aplikace, které naopak chrání výrobky proti nechtěnému vniknutí kapaliny dovnitř do elektronických systémů. Dlouhodobá spolupráce s hlavními výrobci automobilů podpořená technickou erudicí a inovativním přístupem pomohla najít nové cesty pro testování i doposud netradičních výrobků v hromadné sériové výrobě.
Od článku baterie k finální sestavě
Základním komponentem každé baterie je článek. Baterie se skládá ze sestavy článků. Aby se dosáhlo nízké váhy, jsou jednotlivé články často balené do pružných pouzder. ATEQ vyvinul technologii testování těchto článků s využitím ionizovaného vzduchu. Technologie je předmětem patentového řízení. Každý článek baterie má polopropustnou membránu, která odděluje kladnou a zápornou stranu baterie. Tento článek je před montáží testován na průtok, aby se zajistilo, že vzduch proudí membránou v rámci určených specifikací a že v membráně není neočekávaný otvor.
Články nebo moduly jsou společně zabaleny v nepropustných ochranných krytech, které je chrání proti prachu, vodě a stříkající vodě. Může se jednat o 12V baterii klasického vozidla se spalovacím motorem, malou dobíjecí baterii pro jízdní kolo nebo baterii plně elektrického vozidla. Všechny testy těsnosti fungují podobně. Kovové a plastové kryty lze testovat stlačeným vzduchem přístroji měřícími diferenční pokles tlaku. Pro plastové díly je však možné použít i testy ionizovaným vzduchem, kde hlavní výhodou je rychlost testu.
Baterie včetně potřebné elektroniky jsou ve finále chráněny kryty a pouzdry. Obvykle se jedná o rozměrné součásti, které mají komplikovaný tvar a jsou navíc částečně flexibilní. Kryty baterií jsou testovány na těsnost samostatně před montáží baterií. Na závěr montáže je celá sestava (battery pack) opět podrobena testu těsnosti. Pro testování takto objemných výrobků byl vyvinut a úspěšně uveden do výroby speciální přístroj F670LV. 
Přístroj měří diferenční metodou změny tlaku v měřené soustavě. Při měření je nutné se vypořádat jak s velkým plněným objemem, tak často i s jeho částečnou pružností. Dokonalá fixace dílu a redukce nežádoucích vlivů okolí kladou vysoké nároky na provedení celých buněk na test těsnosti. Přístroj je vybaven snímači poklesu tlaku do 20 Pa s rozlišením až 0,001 Pa a technologií Differential Noise Canceling (DNC) vyvinutou naší společností ATEQ. Tato technologie je patentována a pomáhá redukovat negativní vlivy okolního prostředí na měření těsnosti. Přístroj dokáže identifikovat netěsný výrobek, nezjistí však místo úniku. Takové díly v sériové výrobě jsou směřovány na reworková pracoviště.
Lokalizaci netěsností v krytech baterií na těchto pracovištích je možné provádět přenosným detektorem H6000. Battery pack je při zkoušce naplněn formovacím plynem (H2N2). Přístroj H6000 je citlivý na tento plyn a pomocí sondy lze najít přesně místo úniku plynu. Spojením přístroje H6000 a chytrého robota je možné i tento většinou ruční proces částečně automatizovat. Pokud jsou testovány velice rozměrné sestavy, může trvat poměrně dlouhou dobu, než se trasovací plyn smísí s atmosférickým vzduchem uvnitř battery packu. V těchto případech doporučujeme provést alespoň částečné vakuování před samotným plněním formovacím plynem.
Součástí krytů velice často jsou i vodní okruhy, které slouží k chlazení nebo naopak k temperování baterií. Pro tyto aplikace jsou nejvhodnější diferenční přístroje ATEQ F620. Průchodnost těchto kanálů je možné měřit laminárními průtokoměry ATEQ D620.
Kontrola a nabíjení baterií
Základní vlastností každé baterie je schopnost uložit a následně uvolnit elektrickou energii. ATEQ již dlouhodobě dodává specializované programovatelné nabíjecí stanice pro baterie používané v letectví. Každá baterie vyžaduje jiný proces nabíjení a vybíjení tak, aby dosahovala své maximální kapacity. Modifikací těchto stanic pro automotive aplikace se zabývá speciální divize, která je schopna připravit řešení na míru zákazníka. Jedním z produktů této divize je i balancér pro finální kontrolu baterií. Skupina článků nedosáhne plného nabití, pokud všechny články nejsou na stejné úrovni nabití. Modul balancer se používá k vyrovnání úrovně nabití článků během procesu výroby nebo údržby a před finálním zakrytováním celého battery packu.
Elektronika, senzory a snímače i tradiční aplikace
Nové elektromobily přichází i s moderními asistenčními systémy podporujícími řízení automobilu. Tyto systémy využívají spoustu senzorů, které monitorují okolí vozidla. Jsou to převážně kamery, snímače polohy, senzory měřící vzdálenosti, propojující kabely, konektory – jednoduše se jedná o velké množství elektronických komponentů, které je potřeba chránit před vlhkostí. Ne vždy je možné takovéto výrobky testovat na těsnost přímo. Často jsou tyto uzavřené komponenty měřeny vzduchem nebo vakuem ve speciálních zvonech. ATEQ testuje i TPMS (Tyre Pressure Monitoring System) senzory při jejich výrobě a také při finální montáži na lince. Této oblasti se věnuje celá samostatná divize TPMS.
V neposlední řadě je nutné zmínit, že velká část aplikací založená na měření těsnosti pomocí stlačeného vzduchu je společná s tradičním automotive průmyslem. Jsou to testy brzdových systémů, předních a zadních světlometů, ABS, komponenty řízení a různé hliníkové i plastové kryty a součásti pohonných ústrojí.
EVB5100 – stroj na vyvažování bateriových modulů
Heliové testery
Některé díly mají extrémní požadavky na těsnosti. Typickým příkladem jsou klimatizační jednotky pracující s plynným mediem navíc za vysokých tlaků. V letošním roce přibyl do rodiny ATEQ další člen. Je to společnost VIC (Vacuum Instrument Corporation) se sídlem v USA na okraji města New York. VIC má bohaté zkušenosti s výrobou detektorů (hmotnostních spektrometrů) helia, vodíku, argonu i dalších plynů. Vyrábí jak sniffery pro manuální pracoviště, tak i přístroje určené do plně automatizovaných výrobních linek. Na obrázku je přístroj MD490 – snifer, který pracuje jak s detekcí helia, tak s detekcí vodíku (H2N2). Jednoduchým přepnutím je možné přecházet mezi oběma plyny. Tyto typy přístrojů najdou uplatnění i při výrobě vodíkových článků a jejich komponent. Spojení VIC a sítě zastoupení ATEQ nám umožní nabídnout komplexní řešení všem výrobcům součástí a integrátorům při konstruování výrobních linek.
Svět mobility se rychle mění, automobilky musí uvádět na trh nové modely, aby si zachovaly konkurenceschopnost na tomto trhu. To však znamená, že výrobci automobilů se neustále setkávají s novými výzvami a stejně tak i jejich dodavatelé. Nové produkty a technologie, které nejsou vždy plně odzkoušené, vyvíjí silný tlak na dosažení co nejvyšší kvality, aby se zabránilo bezpečnostním rizikům a závadám, které bude potřeba řešit hromadnými svolávacími akcemi. Jsou to nové výzvy i pro naši společnost. Disponujeme zkušenostmi z testů komponent elektrických vozidel. ATEQ má stovky aplikačních inženýrů v desítkách poboček po celém světě, kteří jsou připraveni nabídnout řešení. Pro všechny, kdo řeší měření těsnosti v ČR a SR, je nejblíže pobočka ATEQ v Brně.
Ing. František Bahenský
ATEQ CZ
www.ateq.cz